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BIM 데이터를 적용한 증강현실 기반의 건설관리시스템 개발에 관한 연구
A Study on the Development of the Project Management System based on Augmented Reality 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.11 no.8, 2010년, pp.3083 - 3093  

안지연 (서울산업대학교 대학원) ,  최정민 (서울산업대학교 대학원) ,  권순호 (서울산업대학교 대학원) ,  송두형 (메타이오아시아) ,  옥종호 (서울산업대학교 대학원)

초록
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최근 3D파라메트릭 모델링 기법의 발달에 힘입어 비정형 건축 프로젝트가 증가하고 있다. 기존의 BIM 시뮬레이션 의사결정 지원시스템가상현실에서 구현되기 때문에 효율적이지 못했다. 이에 본 연구에서 효율적 의사결정지원을 위한 증강현실 기반 시뮬레이션 시스템인 "AR naviX"를 개발하였다. 이 시뮬레이션 시스템은 현장사진과 동영상자료 혹은 레이져 스캐닝 데이터를 활용하여 사용자가 보다 높은 현실감과 몰입감을 느낄 수 있도록 함으로써, 의사결정에 소비되는 시간을 단축시킨다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The number of Free-Form construction projects are increased by development of 3D parametric modeling technology. The reason of Free-Form Architecture's appearance is advance of digital technology. BIM simulation decision making support is inefficient because it is used in virtual reality. In this st...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 건설 프로세스 전 과정에서 활용 가능한 통합시스템 구축에 목표를 두고 있다. 따라서 앞서 단계별로 구축된 시스템을 통합인터페이스를 통해 접근할 수 있도록 하여 각 단계별 시스템의 의사결정정보가 상호유기적으로 활용되도록 하였다.
  • 본 연구는 수도권에 소재한 비정형 주거용 건축물 그림 5을 대상으로 프로토타입 시스템을 개발하였다. 이 건물은 지상 2층에 연면적 418.
  • 본 연구는 이러한 문제점을 보완하면서 건설관리자의 업무를 효율적으로 지원할 수 있는 도구개발을 위해 건설현장의 실제정보에 바탕을 둔 증강현실 (Augmented Reality, 이하 AR)기반의 건설시뮬레이션시스템을 개발하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 BIM 기법을 활용하여 설계되고 최근 시공이 완료된 주택 건축물을 대상으로 AR 환경에서 설계단계, 시공단계, 유지관리단계의 시뮬레이션이 구동되는 시스템 (Augmented Reality Navigator, 이하 AR naviX) 을 구축하였으며 AR과 BIM 관련 전문가 워크샵을 실시하여 향후 보다 발전적인 AR 시스템 구현 시 반영할 수 있는 방법론과 개발된 시스템의 적절성, 한계점, 향후 연구방향을 도출하였다.
  • 본 연구에서는 기존의 가상현실 환경에서 구현되는 BIM 의사결정 지원 시뮬레이션의 한계를 극복한 증강현실 기반의 새로운 시뮬레이션 AR naviX를 개발하였다. AR naviX는 건설 프로세스를 설계단계, 시공단계, 유지관리단계로 구분하여 각 단계별 참여자들의 건설관리업무를 지원한다.
  • 이에 본 논문에서는 BIM기반 건설관리 통합시스템을 구축하여 AR환경에서 구현함으로써 현장여건을 효율적으로 반영할 수 있는 도구를 개발하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
BIM 기술 기반의 시뮬레이션 도구들의 한계점에는 무엇이 있는가? 첫째, 시뮬레이션 환경에 관한 사항으로서, 현행 시뮬레이션 시스템들은 가상공간에 한정되어 구현된다. 건설프로젝트 현장 여건은 수시로 변하기 때문에 건설프로젝트 관계자 간 많은 정보교환을 필요로 한다. 현실정보와 가상정보를 철저히 분리하는 현행 시뮬레이션 시스템은 의사결정 커뮤니케이션에 지연을 발생시킨다. 둘째, 의사결정 지원도구로써의 활용성에 문제가 있다. 건설프로젝트는 설계단계에서 시공단계로 진행함에 따라 가시적인 기성물이 출현하게 되며 기성물과 추후 건축하여야 하는 건설 간의 신속한 검토가 필요하다. 그러나 현행 시뮬레이션의 경우 현장에서 발생하는 정보를 수작업으로 일일이 재모델링하는 등의 부가적인 작업을 필요로 하기 때문에 프로젝트관리자의 업무추진에 지연과 추가비용을 발생시킨다.[1] 시뮬레이션은 모델을 활용하여 모의실험을 하기 때문에 실질적인 상황과 가상의 상황을 연계하여 수정 또는 보완하여야 한다. 그러나 모델의 구조가 결과에 많은 영향을 미치기 때문에 부정확한 데이터가 입력되었을 경우 왜곡된 결과가 도출될 수 있으며 모델작성자에 따라 결과에 많은 차이가 발생할 수 있다.
AR이란? AR은 현실세계에 대한 유용한 정보 제공을 목적으로 현실세계와 가상의 데이터를 실시간으로 혼합하는 기술이다. VR (Virtual Reality)이 가상의 콘텐츠로만 구성되는 것에 비해 AR은 그림 1과 같이 현실세계와 가상의 콘텐츠를 혼합시키기 때문에 보다 높은 현실감을 줄 수 있다는 장점이 있다.
AR은 무엇으로 구성되는가? AR은 디스플레이(Display), 카메라(Camera), 마커(Marker), AR Software로 구성된다. 디스플레이는 현실정보와 가상정보가 중첩된 영상을 보여주는 장비로 HMD (Head Mounted Display) 장비가 대표적이다.
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참고문헌 (17)

  1. 이경하 외 4인, "BIM 기반 건축시공 시뮬레이션 개발에 관한 연구", 대한건축학회 논문집 계획계, 제25권 제5호(통권247호),pp. 763-767, 2009. 05 

  2. 홍동표 외 1인, "모바일 증강 현실 시스템에 대한 연구 동향", 정보과학회지, 제26권 제1호, pp. 88-97, 2008. 01 

  3. 박소영 외 1인, "기존 건축물의 효율적인 정보 관리를 위한 증강현실 기술 응용에 관한 연구", 대한건축학회 논문집 계획계, 제21권 제8호(통권202호), pp. 37-44, 2005. 08 

  4. 임줌폰 외 2인, "모바일 증강현실 기술을 이용한 건설관리 시스템, 대한건축학회 논문집 구조계", 제22권 제2호(통권208호), pp. 139-145, 2006. 02 

  5. 정성수 외 2인, "증강현실을 이용한 건물 모니터링 기법 개발", 한국건설관리학회 논문집 제10권 제6호, pp. 3-12, 2009. 11 

  6. Wang, X and Chen, R. "Approaches to Augmenting Virtual Design Environments with Reality," Mixed Reality in Architecture, Design and Construction, Springer Science + Business Media B. V. pp. 15-26, 2009. 

  7. Choi, J.W. "A Technological Review 새 Develop an AR-Based Design Supporting System," Mixed Reality in Architecture, Design and Construction, Springer Science + Business Media B. V. pp. 53-74, 2009. 

  8. Kaga, A. "Simulation of an Historical Building using a Tablet Mixed Reality System," Mixed Reality in Architecture, Design and Construction, Springer Science + Business Media B. V. pp. 119-134, 2009. 

  9. Dunston, P. and Shin, D. "Key Areas and Issues for Augmented Reality Applications on Construction Sites," Mixed Reality in Architecture, Design and Construction, Springer Science + Business Media B. V. pp. 157-170, 2009. 

  10. Kvan, T. "Debating Opportunities: Learning Design through Different Structures," Mixed Reality in Architecture, Design and Construction, Springer Science + Business Media B. V. pp. 205-227, 2009. 

  11. 정도영 외 1인, "BIM기반 비용.알정 통합관리 방안에 관한 연구", 한국건설관리학회 학술발표대회 논문집, pp. 325-329, 2008. 11 

  12. 김지원, "사례분석을 통한 3D 상용 어플리케이션 기반 BIM데이터의 상호연동성 개선방향에 관한 연구", 한국 CAD/CAM학회 논문집, 제 14권 제 6호, pp. 390-403, 2009. 12 

  13. 서종철 외 1인, "국내 건설 공공발주에서 BIM 도입 및 적용을 위한 기본방향에 관한 연구", 대한건축학회 논문집 계획계, 제 25권 제 9호, pp. 21-29, 2009. 09 

  14. 김인한 외 1인, "개방형 BIM 지침 개발에 관한 국외의 지침 분석 및 전략적 방향에 관한 연구", 한국건설관리학회 논문집, 제 10권 제 4호, pp. 58-65, 2009. 07 

  15. 안승준 외 2인, "3D Building Information Model을 이용한 공정-비용 통합 시뮬레이터 개발 연구", 한국정밀공학회 추계학술대회, 제 28권 제 1호, 2008. 10 

  16. Morton, S. "A Framework for Development of Decision Support System", MIS Quaretly, Vol. 4, No. 5, 1980, 12. 

  17. 이현수 외 4인. 건설회사의 PMIS 평가 및 발전전략 체계연구, 한국선설산업연구원, pp. 65-72, 2005. 

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